И указать реакцию среды их водных растворов

Дано: а) сульфат хрома (III) б) сульфид натрия   Написать молекулярные и ионно-молекулярные уравнения гидролиза солей.

РЕШЕНИЕ: а) Cr2(SO4)3 1. Под формулой соли написать формулы основания и кислоты, которыми образована соль, и подчеркнуть общий ион в формуле соли и слабого электролита.

Cr₂(SO₄)₃ + 2Н₂О <=> 2CrOHSO₄ + H₂SO₄

H+ SO42-

CrOH2+ SO42-

Cr(OH)₃ + H₂SO₄

слаб. сильн.

Cr³⁺ + H⁺OH^- <=> + , pH<7, среда

кислая

2. Написать сокращенное ионно-молекулярное уравнение гидролиза с участием одного подчеркнутого иона и одной молекулы воды.

3. По полученному сокращенному ионно-молекулярному уравнению написать полное молекулярное уравнение. Для этого каждый ион в сокращенном ионно-молекулярном уравнении дополнить противоположно заряженными ионами соли, которые не участвовали в гидролизе. Написать формулы, образующихся веществ, используя правило электронейтральности их молекул, и расставить коэффициенты в молекулярном уравнении.

б) Na₂S

Используя последовательность написания процесса гидролиза, изложенное в а) составляем сокращенное ионно-молекулярное и молекулярное уравнения гидролиза соли Na₂S.

Na₂S + H₂O <=> NaHS + NaOH

NaOH + H₂S

OH- Na+

НS- Na+

сильн. слаб.

S^2- + H⁺OH^- <=> + , pH > 7, среда

щелочная

2. Написать ионно-молекулярное и молекулярное уравнения гидролиза хлорида алюминия (AlCl₃). Как влияет на равновесие гидролиза прибавление к раствору следующих веществ:

а) бромоводородной кислоты (HBr);

б) гидроксида калия (KOH);

в) нитрата натрия (NaNO₃)?

РЕШЕНИЕ

AlCl₃ + HOH <=> AlOHCl₂ + HCl

Al(OH)₃ + HCl

H+ Cl-

AlOH2+ Cl-

слаб. сильн.

Al³⁺ + H⁺OH^- <=> +

Как видно из сокращенного ионно-молекулярного уравнения, при гидролизе образуются катионы Н⁺, обуславливающие кислую среду раствора (рН<7).

Реакция гидролиза – процесс обратимый, поэтому равновесие гидролиза соли может смещаться при введении в раствор некоторых веществ (согласно правилу смещения равновесия по принципу Ле Шателье).

а) Если к раствору AlCl₃ добавить бромоводородную кислоту HBr, то в результате её диссоциации (HBr = H⁺ + Br ^-) в растворе увеличится концентрация ионов H⁺, вследствие чего равновесие реакции гидролиза AlBr₃ сместится в левую сторону (образование исходных веществ), т.е. гидролиз AlBr₃ ослабевает.

H+ H+

←

Al³⁺ + HOH <=> AlOH²⁺ +

HBr = Br ^- +

б) Если же к раствору AlCl₃ добавить щелочь (КОН), то в результате ее диссоциации (КОН = К⁺ + ОН^-) в растворе появляются ионы ОН^-, которые с ионами Н⁺, полученными в реакции гидролиза, образуют молекулу слабого электролита (H₂O), что приведет к уменьшению концентрации ионов Н⁺ и смещению равновесия реакции гидролиза в правую сторону, т.е. гидролиз AlCl₃ усилится.

H+ ОН-

→

Al³⁺ + HOH <=> AlOH²⁺ + → Н₂О

КОН = К⁺ +

в) Нитрат натрия – сильный электролит, который не имеет общих ионов ни с AlCl₃, ни с продуктами его гидролиза, и не связывает их в слабодиссоциирующие соединения, т.е. прибавление NaNO₃ на равновесие гидролиза не влияет.

Al³⁺ + HOH <=> AlOH²⁺ + H⁺

NaNO₃ = Na⁺ + NO₃^-

3. Указать, какая из двух солей хлорид цинка (ZnCl₂) или хлорид меди (СuCl₂), при равных концентрациях и температурах в большей степени подвергается гидролизу? Ответ мотивировать сравнением значений констант диссоциации слабых электролитов, образующих обе соли, по последней ступени. Составить ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.

Дано: Т = const	РЕШЕНИЕ:
Указать, какя соль (ZnCl2 или CuCl2 ) в большей степени подвергается гидролизу.

ZnCl₂ + H₂O <=> ZnOHCl + HCl

Zn(OH)₂ + HCl

H+ Cl-

ZnOH+ Cl-

слаб. сильн.

Zn²⁺ + HOH < = > + , рН < 7 - среда

кислая

CuCl₂ + H₂O < = > CuOHCl + HCl

Cu(OH)₂ + HCl

CuOH+ Cl-

H+ Cl-

слаб. сильн.

Cu²⁺ + HOH < = > + , рН < 7 - среда

кислая

(табл. ).

(табл.)

Т.к. < , то Cu(OH)₂ – более слабый электролит, чем Zn(OH)₂. Поскольку степень гидролиза соли h тем больше, чем слабее электролит, образующий эту соль (h ~ 1/K), CuCl₂ в большей степени подвергается гидролизу.

Ответ: При сравнении значений констант диссоциации по последней ступени слабых электролитов, образующих соли ZnCl₂ и CuCl₂, < , поэтому CuCl₂ в большей степени подвергается гидролизу, чем ZnCl₂.

УРОВЕНЬ В

1. Составить ионно-молекулярное и молекулярное уравнения гидролиза карбоната калия (K₂CO₃). Вычислить константу, степень и рН гидролиза соли в 0,01М растворе.

Дано:   Kг - ? h - ? pH- ?

РЕШЕНИЕ:

K₂CO₃ + H₂O <=> KHCO₃ + KOH

KOH + H₂CO₃

OH- K+

HCO3- K+

cильн. cлаб.

СО₃^2- + НОН <=> + , рН>7, среда

щелочная

K_г = ,

(табл.).

K_г = ,

, =0,14,

pH+ рОН=14.

Так как среда щелочная, то определяем :

pОН= -1/2∙lgK_г -1/2∙lg =
= 2,84

рН = 14-рОН, рН = 14-2,84=11,16,

Ответ:

2. Рассчитать при температуре 300К константу, степень и рН гидролиза нитрат аммония (NH₄NO₃) в 1М растворе, используя значения термодинамических характеристик реакции гидролиза соли. Написать ионно-молекулярное и молекулярное уравнение гидролиза этой соли.

= 51,14 кДж;

= - 4,67 Дж/К.

Дано: =51,14 кДж = - 4,67Дж/К T=300K Kг-? h-? pH-?

РЕШЕНИЕ:

NH₄NO₃ + H₂O <=> NH₄OH + HNO₃

NH₄OH + HNO₃

Н+ NO3-

слаб. сильн.

NH₄⁺ + HOH <=> NH₄OH + , pH<7, среда

кислая

(8.1)

,

=2,67·10^-5

Т.к. среда кислая, то определяем рН:

,

рН = -1/2∙(-9,15)-1/2∙lg1= 4,60.

Ответ:

3. Что произойдет при сливании растворов хлорида железа (II) (FeCl₂) и карбоната натрия (Na₂CO₃)? Написать уравнения реакций в ионно-молекулярной и молекулярной формах.

Дано: Водные растворы хлорида железа (II) и карбоната натрия   Написать в ионно-молекулярной и молекулярной формах уравнения процессов, происходящих при сливании растворов этих солей.

РЕШЕНИЕ: До сливания в растворе каждой соли протекает ее гидролиз по I ступени (гидролизу подвергаются ионы Fe2+ и CO ): FeCl2 Fe(OH)2 + HCl слаб. сильн. Na2CO3 NaOH + H2CO3 сильн. слаб.

H+ OH-

I ступень:

Fe²⁺ +HOH <=> FeOH⁺ + → Н₂О

CO₃^2-+ HOH <=> HCO₃^-+

После сливания растворов продукт гидролиза первой соли (Н⁺) взаимодействует с продукт ом гидролиза второй соли (ОН^-) с образованием слабодиссоциирующего соединения Н₂О, что приводит к смещению химического равновесия в сторону прямых реакций. Усиление гидролиза первой и второй соли приводит к протеканию второй ступени гидролиза с образованием осадка и выделением газа, т.е. гидролиз протекает необратимо, до конца.

H+ OH-

II ступень :

FeOH⁺ + HOH = Fe(OH)₂↓ + + → Н₂О

HCO₃^- + HOH = H₂CO₃ +

CO₂↑ H₂O

Сокращенное ионно-молекулярное уравнение гидролиза двух солей:

Fe²⁺ + CO₃^2- + H₂O = Fe(OH)₂↓ + CO₂↑.

Молекулярное уравнение совместного гидролиза:

FeCl₂ + Na₂CO₃ + H₂O = Fe(OH)₂↓ + CO₂↑ + 2NaCl